Un circuit frigorifique tel qu’on peut en trouver dans les pompes à chaleur, les systèmes de climatisation et les installations frigorifiques se compose de quatre éléments : un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur. Dans ce circuit, le compresseur frigorifique a pour rôle de comprimer le gaz frigorigène, lui fournissant ainsi l’apport d’énergie mécanique nécessaire à la création du froid.
Il existe trois principales technologies de compresseurs frigorifiques :
Pour choisir un compresseur frigorifique, le premier critère à prendre en compte est la puissance frigorifique dont vous avez besoin, les différents types de compresseur n’ayant pas la même plage d’utilisation. Il sera facile de s’orienter vers une technologie si on a besoin d’une puissance faible, ou au contraire élevée. Pour un compresseur de puissance moyenne, il est plus difficile de choisir car plusieurs types de compresseurs peuvent convenir.
Le critère économique sera également important, il faudra par exemple choisir entre un compresseur hermétique bon marché mais impossible à réparer en cas de panne ou un semi-hermétique, voire ouvert, plus cher mais réparable en cas de problème. Pour les puissances élevées, vous aurez le choix entre un compresseur à piston bon marché ou un compresseur à vis plus cher mais plus efficace énergétiquement.
Le choix peut également être guidé par des critères comme le niveau sonore ou l’encombrement.
Un dernier critère extrêmement important est de s’assurer de choisir un modèle compatible avec le frigorigène utilisé dans le circuit frigorifique. Il existe de nombreux fluides et les fabricants de compresseurs frigorifiques proposent des modèles spécifiquement adaptés.
Qu’est-ce qu’un compresseur frigorifique ouvert ?
Compresseur frigorifique ouvert de la marque Bitzer
Dans un compresseur frigorifique ouvert, le moteur et le compresseur sont dissociés. L’arbre d’entraînement du compresseur est relié au moteur par un manchon d’accouplement ou par une courroie et des poulies. On peut ainsi utiliser différents types de moteurs (électriques, diesel, à gaz, etc.) en fonction des besoins.
La compacité n’est donc pas le point fort de ces compresseurs frigorifiques et ils sont essentiellement utilisés pour les puissances importantes. La puissance peut être réglée de plusieurs manières :
– en mettant à l’arrêt certains cylindres sur les compresseurs multipistons
– en changeant le régime du moteur d’entraînement
– en modifiant la taille des éventuelles poulies
Autre avantage, contrairement aux compresseurs hermétiques, tous les éléments du compresseur sont accessibles pour réparation.
Le défaut principal de ce type de compresseur est la présence d’un joint d’étanchéité rotatif sur l’arbre du compresseur qui peut devenir une source de fuites du fluide frigorigène en s’usant.
Compresseur frigorifique hermétique de la marque Tecumseh
Dans un compresseur frigorifique hermétique, le moteur (électrique) et la partie compresseur sont enfermés dans une enveloppe hermétique soudée.
Le principal avantage d’un compresseur frigorifique hermétique réside dans son étanchéité qui est assurée par l’enveloppe et ne dépend pas de l’état d’un ou plusieurs joints (joint d’arbre tournant par exemple).
Mais cette construction n’a pas que des avantages, le refroidissement du moteur est assuré par le fluide frigorigène qui baigne l’intérieur de l’enveloppe, ce qui génère un échauffement du fluide préjudiciable au cycle frigorifique. En principe, la puissance de réfrigération ne peut pas être réglée, sauf en faisant varier la fréquence du courant d’alimentation.
Autre inconvénient, en cas de panne il sera impossible d’ouvrir l’enveloppe pour réparer et il faudra donc remplacer le compresseur au complet. Heureusement, cette construction est plutôt bon marché.
Les compresseurs hermétiques sont réservés aux petites et moyennes puissance.
Compresseur frigorifique semi-hermétique de la marque DORIN
Les compresseurs semi-hermétiques sont un compromis entre les compresseurs ouverts et hermétiques.
Comme dans un compresseur hermétique, le moteur et l’étage de compression sont réunis dans une enveloppe hermétique, mais cette enveloppe n’est pas soudée et tous les éléments sont accessibles pour réparation.
Le moteur peut être refroidi par le fluide frigorigène ou, dans certains cas, par un circuit de refroidissement liquide intégré au carter.
L’étanchéité est donc meilleure que sur un compresseur ouvert grâce à la disparition du joint tournant sur l’arbre de transmission mais il reste des joints statiques sur les parties démontables et l’étanchéité est donc moins bonne dans l’absolu que celle d’un compresseur hermétique.
Les compresseurs semi-hermétiques sont utilisés pour des puissances moyennes, et s’ils offrent l’avantage économique d’être réparables, leur prix est sensiblement plus élevé que celui des compresseurs hermétiques.
Avantages :
bonne étanchéité
réparations possibles
pas d’échauffement du fluide
INCONVÉNIENTS :
plus cher qu’un compresseur hermétique
Pourquoi choisir un compresseur frigorifique à pistons ?
Compresseur frigorifique à pistons de la marque GEA
Les compresseurs frigorifiques à pistons sont les plus répandus sur le marché, on en trouve dans toutes les configurations (ouverte, hermétique et semi-hermétique) et dans toutes les puissances, des plus faibles aux plus élevées.
Un compresseur à piston(s) a besoin d’être lubrifié en permanence et est très sensible à la présence de liquide à l’aspiration, qui peut provoquer la destruction des clapets.
Comparativement aux autres technologies, les compresseurs à piston(s) sont plus compacts et meilleur marché, mais ils disposent de la technologie la moins performante.
Avantages :
bon marché
compact
polyvalent
INCONVÉNIENTS :
sensible à la présence de liquide
Pourquoi choisir un compresseur frigorifique à spirales ?
Compresseur frigorifique à spirales de la marque Emerson
Les compresseurs frigorifiques à spirales, aussi appelés compresseurs frigorifiques scrolls, sont constitués de deux rouleaux en forme de spirale. L’une des spirales est fixe tandis que l’autre décrit un mouvement excentrique et orbital sans tourner qui déplace le frigorigène vers le centre de la spirale tout en réduisant son volume.
Le principal avantage des compresseurs frigorifiques à spirales, c’est la réduction du nombre de pièces par rapport à un compresseur à piston, ce qui se traduit par un meilleur rendement. Ce type de compresseur impose moins de variations de couple à son moteur ce qui en augmente la fiabilité et il est moins sensible à la présence de liquide à l’aspiration.
Il est limité en puissance (40-50 kW) mais on peut associer plusieurs compresseurs en parallèle pour obtenir une puissance plus importante, allant jusqu’à 300-400 kW.
Les compresseurs à spirales sont moins bruyants que ceux à pistons et on les retrouve dans beaucoup de systèmes de climatisation et dans les réfrigérateurs modernes.
Avantages :
rendement
fiabilité
niveau sonore bas
Pourquoi choisir un compresseur frigorifique à vis ?
Compresseur frigorifique à vis de la marque Frick
Dans un compresseur frigorifique à vis, le frigorigène est comprimé par une vis hélicoïdale tournant à grande vitesse. On trouve deux configurations : les compresseurs monorotors, à une vis, et birotors, à double vis.
Ces compresseurs présentent un excellent rendement et leur plage de puissance est comprise entre 20 et 1 200 kW. Ils offrent également une excellente longévité et fiabilité mais doivent impérativement être correctement lubrifiés pour assurer l’étanchéité entre les pièces en mouvement, réduire le bruit et refroidir le frigorigène.
Parmi leurs inconvénients, on peut noter que les compresseurs à vis sont plus coûteux et encombrants que les compresseurs à pistons.
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